В неспокойных и ледяных водах Северного моря в 1925 году необычное судно проложило путь из Данцига (Польша) в Лейт (Шотландия), ознаменовав первый в истории морской истории прецедент. Это историческое плавание запомнилось не расстоянием, а изобретательностью судна: его простая конструкция даже впечатлила Альберта Эйнштейна, который позже написал эссе, посвящённое его значимости.
«Лишённое всех парусов, мачт и оснасток», — писал Г. Б. Зейбольд в отчёте для Popular Science, — стальная шхуна длиной 177 футов двигалась благодаря «двум странным цилиндрам, напоминающим гигантские дымовые трубы». Но дыма из них не шло, и шума двигателя не было слышно. Как корабль-призрак, он таинственно двигался по воде без видимых средств передвижения.
Учитель математики, придумавший новый вид корабельного паруса
Идея роторных парусов принадлежала Антону Флеттнеру, учителю математики и инженеру-самоучке, который запатентовал своё изобретение в 1922 году. Его конструкция основывалась на хорошо известном аэродинамическом принципе, впервые описанном в XIX веке немецким физиком Густавом Магнусом.
Эффект Магнуса хорошо знаком любителям бейсбола: он объясняет, как изгибается кручёный мяч. Когда вращающийся объект движется по воздуху или любой другой жидкости, его вращение изменяет давление воздуха — воздух, движущийся вместе со вращением, течёт быстрее, а воздух, движущийся против вращения, течёт медленнее. В результате создаётся сила, которая толкает объект вбок.
Флеттнер понял, что если он сможет заставить вертикальный цилиндр вращаться на палубе корабля, он будет использовать эффект Магнуса, улавливая ветер и толкая корабль вперёд или назад, в зависимости от направления вращения. В отличие от обычных парусов, которые наклоняются от ветра, что делает их восприимчивыми к опрокидыванию, эффект Магнуса толкает роторные паруса в противоположном направлении, заставляя их наклоняться по ветру, что делает их удивительно устойчивыми в штормовую погоду. Но в отличие от обычных парусов, которым не требуется никакой энергии, кроме ветра, для вращения роторных парусов требуется что-то, что будет поддерживать их вращение.
Возрождение роторных парусов
В Бостоне морские офицеры Джозеф Кирнан и У. У. Гастингс проверили изобретение Флеттнера на практике. Когда они устроили гонку на своём самодельном роторном судне против яхты на реке Чарльз в 1925 году, журнал TIME восхитился механикой судна: «Широкая 35-футовая лодка военно-морского флота двигалась устойчиво, не показывая ни дыма, ни парусов, и издавала «пу-пу-пу», слишком слабое, чтобы исходить от бензинового мотора, пропорционального размеру судна. Люди на палубе наблюдали за дымовой трубой, которая возвышалась на миделе, цилиндром диаметром три с половиной фута и высотой девять с половиной футов. Труба вращалась. Судно было американским роторным кораблём — первым».
Слабое «пу-пу-пу» было звуком полуторасильного бензинового двигателя, который Кирнан и Гастингс использовали, чтобы поддерживать вращение цилиндра и управлять кораблём.
Когда во время Великой депрессии рухнула зарождающаяся индустрия роторных кораблей, Флеттнер продолжил свою деятельность. В то время он уже был плодовитым изобретателем. Он ранее изобрёл регулируемую систему рулевого управления с помощью трим-табов, или серво-табов, которые до сих пор используются самолётами и кораблями.
В 1930-х годах Флеттнер адаптировал свою роторную конструкцию для вертолётов, разработав соосные винтокрылы (наборы винтов, которые вращаются в противоположных направлениях для обеспечения устойчивости), которые повлияли на более поздние конструкции.
В 1961 году Флеттнер умер. Несмотря на плодотворную изобретательскую деятельность в области аэронавтики, морского, автомобильного и энергетического машиностроения, Флеттнер, который начинал как школьный учитель математики и стал управляющим директором Института аэро- и гидродинамики в Амстердаме, а после Второй мировой войны — консультантом Управления военно-морских исследований США, не дожил до того, чтобы увидеть, как его фирменное морское изобретение получило широкое распространение.
Современный ренессанс столетнего изобретения
Сегодня судоходная отрасль перевозит более 80 процентов мировых товаров, но при этом генерирует примерно три процента глобальных выбросов парниковых газов. В 2023 году Международная морская организация поставила амбициозную цель — к 2030 году добиться нулевого уровня выбросов парниковых газов в морской отрасли. Порты начали ужесточать правила выбросов, оказывая давление на судовладельцев, чтобы те искали и внедряли более экологичные системы движения.
В условиях нестабильных цен на нефть и необходимости сокращения выбросов роторы Флеттнера возвращаются. Основанная в Финляндии компания Norsepower, основанная в 2012 году, оснастила роторными парусами 22 судна по состоянию на июнь 2025 года, ещё 17 судов находятся в стадии контрактации. Хотя это лишь малая доля от более чем 100 000 грузовых судов, бороздящих океаны Земли, экономические показатели — экономия топлива и выбросов парниковых газов до 25 процентов и более — являются убедительными.
Остаётся выяснить, будут ли они достаточно убедительными для широкого внедрения. Но спустя сто лет после того, как Эйнштейн восхитился их простой конструкцией, роторы Флеттнера могут наконец-то завоевать популярность.